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CUGTEM-6型資源勘查型瞬變電磁儀

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一、儀器簡介瞬變電磁法（Transient Electromagnetics Method, TEM）是以地殼中巖（礦）石的導電性與導磁性差異為主要物質基礎，根據電磁感應原理，利用不接地回線或接地線源向地下發送一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間隙期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場，并研究該場的空間與時間分布規律, 來尋找地下礦產資源或解決其它地質問題的一支時間域電磁法。瞬變電磁法由于具有許多傳統直流電法不可比擬的有點，是當今得以迅速推廣的新一代電磁勘探方法。但由于受到國外生產銷售的瞬變電磁儀價格昂貴、發射功率小、工作效率低、深部勘探需采用大發射回線工作方式以及復雜地形條件下大發射回線難以開展工作等因素的困擾，推廣受到限制。針對于此，自90年代以來，國內科研單位，基于電容器充電后瞬時放電產生大脈沖電流的原理，研制成功了輕便型指數衰減形大電流供電瞬變電磁儀，開創了輕便型大功率瞬變電磁儀的先河；同時國內學者也從理論與實踐上證明用小發射回線大電流供電用于深部瞬變電磁法勘探的可行性，這為瞬變電磁法推廣用于深部地質勘查創造了條件。但是電容器脈沖放電產生大電流也存在著其本身難以克服的缺點，這就是發射波形不是方波而是幅度不斷衰減變化的衰減波，頻譜成份復雜不便解釋；對產生有用瞬變二次場信號起關鍵作用的關斷躍階電流幅值遠小于開通上升躍階幅值；受電容器貯能量限制，發射波脈寬小，難以實現深部勘查；不能發送幅值、周期保持一致的連續波等，因此也不是一種理想的方法。中國地質大學高科資源探測儀器研究所秉承中國地質大學“艱苦樸素、求真務實”的態度，進行瞬變電磁儀方面的研究至今已有十幾年，經過長期探索、改進，在國內外率先掌握了能輸出正、負200安培連續方波的獨創技術，研制成功了獨具特色的輕便電源、小線圈大功率發射用于深部地質勘探的瞬變電磁儀。在此基礎上，中國地質大學高科資源探測儀器研究所還開發出能夠滿足不同勘探需求的“CUGTEM”系列瞬變電磁儀產品。其中就包括CUGTEM-6型資源勘查型瞬變電磁儀。二、應用領域 CUGTEM-6型深部資源勘查型瞬變電磁儀的探測深度為地下9M-1000M，可用于找尋地下多金屬礦床、找水、咸淡水區分、地下電性分層、圈定地下充水溶洞及陡傾角地質構造探測，特別適用于煤層及煤層采空（塌陷）區、充水區的探測，使用效果十分理想，受到用戶單位的普遍好評。除此之外，該儀器在尋找地熱資源、高阻覆蓋地區(如碳酸鹽巖、火成巖和凍土覆蓋地區)的油氣田的普查和勘探等其它方面的應用也取得了較好成效，業內人士認為該儀器在多方面已具有國內領先水平。三、主要特點 1、在國內外輕便瞬變電磁儀發射系統中，率先實現200A大電流連續方波供電。采用輕便電源以實現大電流供電，但與單脈沖供電的本質區別，在于用自己的創新技術實現高功率正、負方波供電，并能多次疊加，這在不依靠大功率發電機組或大型電池組供電的輕便瞬變電磁儀電源系統中，能實現200安正、負方波供電者，實為我們所首創。采用大電流小線圈（25×25米發射線圈）供電工作方式，融合了傳統供電方式的優點，勘探深度可達千米，特別適合野外施工條件很惡劣的地方，野外施工費用和工期要比傳統大線圈的方法要省很多，顯著提高野外工作效率。由于發射電流的提高，達到同樣的勘探深度發射線圈邊長可以大幅減小。 2、工控機作主控機和Windows操作平臺。采用低功耗工控機作主控機和Windows作操作平臺對供電電流、供電脈寬、采樣率、及疊加次數等，皆由中文菜單設置；電腦的海量存貯空間為大容量密集采樣提供了保證，全天測量的各種數據，皆可存在電腦中；高亮度800x600真彩TFT顯示器實時自動顯示I（t）、△V(t)、多測道斷面，現場反演自動繪出ρτ斷面, ρS等值線及地質介面等多種剖面圖形。 3、保愚性與安全性好。接收電路采用最新推出的高性能芯片組裝，如A/D轉換器選用16位1M/S高速芯片及采用低噪聲器件等，使整機具有良好的性能。儀器發送機中，設置了完善的過流、過壓保護電路，使儀器具有良好的保愚性與安全性。 4、采樣率高。對供電電流與二次場電位值進行全域高密度數據采樣，采樣率最高可運達1μs，所得海量數據為數字濾波、仼意設置時間道、斷電時間影響校正、與異常形態的精細研究等提供了良好基礎。 5、多重的抗干擾技術。 ①對50Hz工頻干擾信號，進行頻率與相位自動跟蹤測量與補償，以消除工頻及其諧波分量的干擾，由于進行了頻率自動跟蹤，摒棄了以往以標準50Hz固定周期20ms為采樣、補償時間單元的呆板作法，在工頻頻率不穩時，也能獲得很好的補償效果； ②多次疊加，減小隨機干擾； ③軟件數字濾波。 6、先進的解釋軟件系統。集數據采集與處理、一維正反演、2.5維正反演、成果自動輸出為一體，可現場出解釋成果圖。配備專門負責野外解釋的老師，用戶單位有什么問題我們都可以從儀器硬件、野外方法、成果解釋上給予幫助。

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涂潔

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